髓核细胞共培养诱导骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化

背景:骨髓间充质干细胞近年来作为种子细胞被广泛应用于髓核组织工程。在诱导骨髓间充质干细胞向髓核细胞分化的过程中,需要提供适当的细胞外微环境以及生长因子。目的:研究体外与髓核细胞非接触共培养和生物诱导剂条件下,兔骨髓间充质干细胞向类髓核样软骨细胞分化的可行性。方法:用单层培养法分别分离培养兔骨髓间充质干细胞和髓核细胞。选用第3代的髓核细胞和骨髓间充质干细胞置于Transwell培养皿上下层构建共培养体系并加入转化生长因子β1为主的生物诱导剂诱导培养21 d,以高糖DMEM培养基单独培养的骨髓间充质干细胞作为阴性对照。结果与结论:分离培养的兔骨髓间充质干细胞细胞表面CD29和CD44表达阳性,CD34、CD45的细胞表达阴性。与髓核细胞共培养诱导21 d后,可观察到骨髓间充质干细胞形态向多角形类圆形转变,胞质中分泌Ⅱ型胶原颗粒明显增多,RT-PCR结果表明诱导后细胞中Ⅱ型胶原mRNA表达明显增高。结果说明骨髓间充质干细胞在与髓核细胞共培养加生物诱导剂条件下可成功诱导分化为类髓核细胞。

重组腺相关病毒介导的BMP13和SOX9共转染促进骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化

目的观察骨形态发生蛋白13(bone morphogenetic protein 13,BMP13)和性别决定区Y框蛋白9(sex determining region Y box protein 9,SOX9)基因共转染对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)向类髓核细胞分化的影响。方法通过腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)将目的基因导入BMSCs中;细胞分为4组:对照组、AAV-SOX9组、AAV-BMP13组和共转染组(AAV-SOX9+AAV-BMP13);应用实时荧光定量PCR技术检测mRNA表达水平;Western blot法检测蛋白表达水平;糖胺聚糖检测试剂盒检测糖胺聚糖的合成水平;MTT法检测细胞增殖。结果共转染组BMP13和SOX9的表达水平明显高于AAV-SOX9组、AAV-BMP13组和对照组(P<0.05);共转染组的糖胺聚糖合成水平、角蛋白19(keratin 19,KRT19)及蛋白聚糖(Aggrecan)和Ⅱ型胶原蛋白(typeⅡcollagen,Col2a1)的表达水平明显高于AAV-SOX9组、AAV-BMP13组和对照组(P<0.05);另外,AAV-SOX9和AAV-BMP13及共转染组的细胞增殖活性明显高于对照组(P<0.05),但AAV-SOX9组和AAV-BMP13组与共转染组的增殖活性相比差异无显著性(P>0.05)。结论 BMP13和SOX9双基因转染的BMSCs向类髓核细胞分化的能力明显高于单基因转染组,为椎间盘突出疾病的细胞治疗提供理论依据和参考。

益气化瘀补肾方联合TGF-β1诱导大鼠BMSCs向类髓核细胞分化的研究

目的:观察中药益气化瘀补肾方含药血清联合转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)向类髓核细胞分化的效果,探讨益气化瘀补肾方在协同诱导、调节分化方面的作用。方法:取成年大鼠股骨骨髓,贴壁培养法获得原代BMSCs,体外培养、分离及纯化。取第3代大鼠BMSCs,分为空白对照组(A组)、单纯中药含药血清诱导组(B组)、单纯TGF-β1诱导组(C组)以及中药含药血清联合TGF-β1诱导组(D组)。A组加入含10%胎牛血清(FBS)的L-DMEM培养基继续培养,B组为含10%益气化瘀补肾方含药血清的L-DMEM培养基,C组为含10μg/L TGF-β1的LDMEM培养基,D组为含10%益气化瘀补肾方含药血清及10μg/L TGF-β1的L-DMEM培养基。连续培养3、7、14、21 d,采用倒置相差显微镜进行细胞形态学观察,使用Alcian Blue染色检测蛋白多糖表达情况,免疫组化法检测Ⅱ型胶原表达情况,使用RT-PCR方法检测蛋白多糖及Ⅱ型胶原m RNA表达情况。结果:培养3 d时,仅有D组可检出蛋白多糖和Ⅱ型胶原表达。培养至第14天时,D组蛋白多糖、Ⅱ型胶原及其m RNA水平明显高于其它实验组(P<0.05)。结论:TGF-β1可以诱导大鼠BMSCs向类髓核细胞分化,联合中药益气化瘀补肾方含药血清能进一步提高诱导分化的效率,揭示了中药在干细胞组织工程领域的潜在作用。

Paxillin对骨髓间充质干细胞向类髓核细胞分化的影响

目的 :探讨Paxillin对骨髓间充质干细胞(BMSCs)向类髓核细胞分化的影响。方法 :取3周龄健康SD大鼠骨髓,采用全骨髓贴壁法培养BMSCs,传至第3代,用流式细胞仪对其表面标志分子进行鉴定。利用pc DNA3.1(-)/Myc-His B质粒构建真核表达载体pc DNA3.1-Paxillin。取第3代BMSCs分为3组:实验组,转染pc DNA3.1-Paxillin;阴性对照组,转染pc DNA3.1(-)/Myc-His B;空白对照组,不转染质粒。分别培养36h后,实验组和阴性对照经G418筛选,取3组BMSCs采用实时荧光定量PCR方法(q RT-PCR)检测各组Paxillin、蛋白多糖(Aggrecan)、Ⅱ型胶原α1(collagen typeⅡα1,COL2α1)、性别决定区Y框蛋白9(sex determining region Y box protein 9,SOX9)、角蛋白19(keratin19,KRT19)、配对盒1(paired box 1,PAX1)和叉头蛋白(forkhead box F1,FOXF1)的m RNA表达量;免疫印迹法(Western blot)检测Paxillin、KRT19、PAX1和FOXF1蛋白表达水平。结果:BMSCs原代培养至第3代的细胞形态大体一致,呈长梭形,细胞连接紧密且均匀分布,CD44、CD90呈现高表达(95.6%和96.8%),CD45、CD11则呈现低表达(1.82%和2.16%)。实验组中Paxillin的m RNA和蛋白表达量较阴性对照组和空白对照组升高,差异具有显著性(P<0.05);经G418筛选后的BMSCs和髓核细胞形态相似。实验组中COL2α1、SOX9、Aggrecan、KRT19、PAX1、FOXF1的m RNA表达量较阴性对照组和空白对照组显著性升高(P<0.05);实验组KRT19、PAX1和FOXF1的蛋白表达量显著性高于阴性对照组和空白对照组(P<0.05)。结论 :Paxillin可以促进BMSCs向类髓核细胞分化,为椎间盘退变性疾病的细胞移植治疗提供基础。

转化生长因子β1联合生长分化因子-5体外诱导骨髓间质干细胞向类髓核细胞分化的实验研究

目的探讨转化生长因子β1联合生长分化因子-5体外诱导骨髓间质干细胞向类髓核细胞分化的可能性。方法取SD大鼠骨髓间质干细胞,流式细胞仪检测两种干细胞CD105、CD90、CD44、CD29、CD45、CD34、CD24的表达。将增殖至第三代的BMSCs分为对照、TGF-β1、GDF-5、TGF-β1+GDF-5四组,分别以含不同细胞因子诱导液培养14d后,采用RT-PCR检测各组细胞Ⅱ型胶原、蛋白多糖、SOX-9基因的表达。结果两种干细胞CD105、CD90、CD44、CD29表达阳性;CD45、CD34、CD24表达阴性。向类髓核细胞诱导培养14d后,TGF-β1、GDF-5、TGF-β1与GDF-5三组的Collagen typeⅡ、Aggrecan、SOX-9基因表达水平较对照组均有明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。联合诱导组经过诱导后的Collagen typeⅡ、Aggrecan、SOX-9基因表达水平明显高于TGF-β1组及GDF-5组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 GDF-5与TGF-β1都具有诱导BMSCs向类髓核细胞分化的能力,且二者之间具有协同作用,联合应用可以更好的诱导BMSCs向类髓核细胞分化。

类髓核细胞复合藻酸盐支架治疗椎间盘退变的实验研究

目的通过判断类髓核细胞移植到退变椎间盘中对基质金属蛋白酶3 (MMP-3)、白细胞介素1 (IL-1)的影响,来判断类髓核细胞复合藻酸盐治疗退变椎间盘的可行性。方法采用针刺法诱导兔椎间盘退变,体外诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)成类髓核细胞;将类髓核细胞复合藻酸盐植入退变椎间盘,以Western blot方法检测不同阶段退变椎间盘中MMP-3、IL-1的变化。结果成功诱导兔椎间盘退变模型;成功诱导BMSCs成类髓核细胞(强表达Ⅱ型胶原及蛋白聚糖);Western blot显示在实验组中MMP-3、IL-1含量随着植入时间的延长逐渐降低,且较对照组、空白组明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论类髓核细胞移植到退变椎间盘中可以抑制MMP-3、IL-1的表达,为类髓核细胞复合藻酸盐治疗退变椎间盘提供了理论依据。

GDF-5联合地塞米松诱导大鼠BMSCs向类髓核样细胞分化

目的探讨GDF-5联合地塞米松诱导大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)向类髓核样细胞分化潜能及其表型的改变。方法用全骨髓贴壁法及序贯酶消化法分别分离培养大鼠BMSCs和髓核细胞(NPCs),均取P3代细胞分为1)对照组,2)BMSCs+Dex组3)BMSCs+GDF-5组4)BMSCs+Dex+GDF-5组(联合诱导组)5)NPCs组。诱导培养21 d,镜下观察细胞形态及密度变化,阿辛蓝染色检测蛋白多糖,RT-PCR检测COL1、ACAN、SOX9及COL2和髓核细胞阳性基因KRT19、PAX1和FOXF1的表达。Western blot检测COL2及COL1蛋白表达。结果 BMSCs形态呈长梭型、漩涡样生长;NPCs呈球形、岛状生长的特点;诱导后BMSCs向类圆形、三角形转变,细胞体积缩小,胞质颜色与对照组相比逐渐加深;蛋白多糖分泌增加,以联合诱导效果最佳。ACAN、SOX9、COL2基因的相对表达量逐渐增高,ACAN/COL2的比例呈递增趋势,COL1的表达呈递减趋势。NPCs阳性基因KRT19、PAX1、FOXF1与对照组相比(P<0.05)。含GDF-5的诱导组COL2蛋白表达高于对照组(P<0.05),而联合诱导组COL1蛋白的表达最少。结论GDF-5可以诱导大鼠BMSCs向类髓核样细胞分化,且地塞米松能起到显著促进作用,为BMSCs移植治疗椎间盘退变提供了理论依据。

骨形态发生蛋白2在软骨诱导方面的应用进展

目前,骨形态发生蛋白2(BMP-2)在国内外已经得到了广泛的研究,其在成骨方面具有重要的作用,同时与胚胎的发育和分化、诱导间充质干细胞亦有重要的关系,但在诱导软骨机制方面,研究相对较少。该文主要就BMP-2的基因定位、相关的信号通路、在关节软骨细胞及髓核-类软骨细胞研究中的作用及其应用前景进行总结,以期为BMP-2在软骨诱导方面的应用提供一定的依据。